專利名稱：精確的壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于壓力傳感器的技術(shù)，它可以精確檢測(cè)壓力，更詳細(xì)地說，磁鐵為圖4所示的長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)，或者如圖5所示，右邊高于左邊且上面為傾斜的梯形結(jié)構(gòu)，在與N極或者S極的磁極表面保持一定距離的位置上，沿著從磁極表面任意點(diǎn)形成的直線移動(dòng)的距離變化相對(duì)應(yīng)，通過使用產(chǎn)生線性磁通密度準(zhǔn)確地檢測(cè)距離(位置)變化(位移)，并根據(jù)距離的變化，準(zhǔn)確地導(dǎo)出壓力差異。
背景技術(shù)：
在介紹壓力傳感器之前，先介紹在本發(fā)明中使用的磁鐵總體特性。磁通密度(magnetic flux density)指考慮在磁場(chǎng)任意一點(diǎn)到磁場(chǎng)的垂直面時(shí)，單位面積的磁通量，單位使用磁通量單位Wb (韋伯)。穿過單位面積的磁通量稱為磁通量密度(磁通密度)，其單位使用高斯(G)或者特斯拉(T)。磁通量密度表示磁場(chǎng)強(qiáng)度，垂直穿過面積為S的截面的磁通量Φ和磁場(chǎng)強(qiáng)度B的關(guān)系如下(公式I)。磁力線越密，磁場(chǎng)越強(qiáng)。磁鐵兩側(cè)磁極的磁力線的密度大，而離磁極越遠(yuǎn)，磁力線密度越低。B = ^, IT = IWb; nr (公式 I)。磁鐵(magnet)指吸引鐵粉，帶磁力的物質(zhì)體,工業(yè)生產(chǎn)的強(qiáng)磁稱為永久磁鐵,通常稱為磁鐵。磁鐵會(huì)吸引周邊的鐵塊。受磁力影響的空間稱為磁場(chǎng)。換句話說，磁鐵創(chuàng)造磁場(chǎng)。在磁鐵表面上放厚厚的白紙，在其白紙上面均勻?yàn)⑾妈F粉，可以看到磁力線的形狀。在其上面放小指南針，便可看到指針順著磁力線方向從N極指向S極。根據(jù)庫侖定律，兩極間的磁力與距離平方成反比，與磁極強(qiáng)度成正比。磁極強(qiáng)度乘于兩極間距離稱為磁矩。磁極必須有一對(duì)相同強(qiáng)度N極和S極，相比磁極強(qiáng)度，磁矩為本質(zhì)上的物理量。磁矩表示為，從S極到N極方向的矢量。兩個(gè)磁矩之間的磁力以距離的4次方成反比。這是因?yàn)閮蓚€(gè)磁鐵靠近時(shí)引力大，分離時(shí)引力急速下降。磁化通過磁場(chǎng)區(qū)域的形狀、排列、方向等切換過程來進(jìn)行。這些切換過程具有不容易變化的結(jié)構(gòu)是由于一旦磁化后即使磁場(chǎng)為0，也不會(huì)回到原來狀態(tài)，剩下磁矩。這些殘留磁化大的就是永久磁鐵。磁通(magnetic flux)將磁通密度或者磁感應(yīng)對(duì)其方向垂直的截面積進(jìn)行積分的量，也稱為磁通量。在CGS單位制中的單位是麥克斯韋(符號(hào)Mx)，而在MKS單位制或者SI單位制中的單位是韋伯(符號(hào)Wb)。如在線圈中穿過的磁通量隨時(shí)間變化時(shí)，按其變化率的比例在線圈兩端會(huì)產(chǎn)生電壓(法拉第電磁感應(yīng)定律)。通過電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙磁通變化的方向?yàn)樵撾妷旱姆较颍@就是楞次定律。磁通是根據(jù)在永久磁鐵或者線圈中通過的電流產(chǎn)生的。根據(jù)磁場(chǎng)檢測(cè)的方法，檢測(cè)用傳感器的種類繁多，但是使用最廣泛的是霍爾傳感器(hall sensor)?；魻杺鞲衅鞴ぷ髂Ｊ绞?先在半導(dǎo)體(磁敏)的電極中通過電流，然后在垂直方向施加磁場(chǎng)，這樣便產(chǎn)生與電流方向和磁場(chǎng)方向垂直的電位差(electricpotential)。在通常情況下，作為測(cè)量最簡(jiǎn)單的距離的裝置，采用可以檢測(cè)永久磁鐵和磁通的傳感器，根據(jù)遠(yuǎn)離或者靠近永久磁鐵，測(cè)量磁通密度的變化，通過在磁性傳感器中產(chǎn)生的電位差測(cè)量距離。但是，由于在永久磁鐵中產(chǎn)生的磁通密度不會(huì)隨距離線性產(chǎn)生，為了有效地將其作為測(cè)量距離的傳感器來使用，應(yīng)具備可以補(bǔ)償非線性的程序或者電路，這樣才能更加準(zhǔn)確地測(cè)量距離。此外，為了補(bǔ)償在一塊磁鐵上隨距離產(chǎn)生的非線性性磁通密度的分布，并組合多種磁鐵和多塊磁鐵來獲得線性磁通密度結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了不斷的研究。 關(guān)于線性范圍或者角度范圍，為了檢測(cè)待測(cè)物體絕對(duì)位置，并測(cè)量形成線性角度的位移，最近開發(fā)了多種非接觸距離測(cè)量裝置。非接觸測(cè)量位置檢測(cè)有多種形式。最具代表性的有滑動(dòng)式記錄位移計(jì)(potentiometer)，但還是達(dá)不到要求。光學(xué)位移計(jì)具有讀取如slit等光學(xué)范圍的光學(xué)傳感器，但其結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。還有其他如用于磁媒體的磁性傳感器讀取的磁力范圍，其結(jié)構(gòu)也是復(fù)雜，甚至無法檢測(cè)絕對(duì)位置。即，只能測(cè)量任意兩個(gè)點(diǎn)之間的距離。本發(fā)明可以檢測(cè)待測(cè)物體的絕對(duì)位置，如采用具有非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和廣泛的測(cè)量范圍以及可靠性高，而且具有線性磁通密度的磁鐵，那么就不需要使用補(bǔ)償非線性的程序或者電路，只使用低廉的傳感器，也能準(zhǔn)確測(cè)量距離?，F(xiàn)有技術(shù)磁性傳感器(1014)的結(jié)構(gòu)是,它沿著磁鐵(1012)極軸(pole axis)方向，對(duì)永久磁鐵(1012)做相對(duì)移動(dòng)，并測(cè)量距離，可以參照如圖10所示的現(xiàn)有技術(shù)位置檢測(cè)裝置(以下為位置檢測(cè)器)剖視圖。在圖上可以看出，永久磁鐵(1012)正對(duì)磁性傳感器(1014)進(jìn)行排列，兩者之間的距離L可以變化。即，兩個(gè)構(gòu)件可以做相對(duì)移動(dòng)。磁性傳感器(1014)沿著磁鐵(1012)極軸(pole axis)方向，對(duì)永久磁鐵做相對(duì)移動(dòng)。永久磁鐵(1012)產(chǎn)生的磁場(chǎng)是通過磁性傳感器(1014)自帶的敏感的磁感應(yīng)件來感應(yīng)的。距離L由磁性傳感器輸出的信號(hào)來檢測(cè)并顯示。但是，這種結(jié)構(gòu)的線性特性曲線的有效距離非常短。此外，圖11為如U字型磁軛(1022)、永久磁鐵(1024)、barber pole type器件等具有磁電阻感應(yīng)器件并包含磁性傳感器(1026)的閉磁路(1028)，磁性傳感器(1026)沿著磁鐵(1024)的極軸(pole axis)垂直方向，對(duì)永久磁鐵1024做相對(duì)移動(dòng)。但是，這種結(jié)構(gòu)也無法得到準(zhǔn)確的線性特性曲線。因此，我們需要具有線性磁通密度的磁鐵，這種磁鐵對(duì)磁鐵直線變化的位移成比例，改變磁鐵形狀以及磁化位置，并根據(jù)位移磁通密度值得到線性(直線)改變，使得磁通傳感器能夠更加準(zhǔn)確地測(cè)量位移。綜上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中使用的磁鐵，無法準(zhǔn)確測(cè)出線性磁通密度，而且，線性磁通密度的范圍相對(duì)較小。圖12a表示通常使用的磁鐵形狀和磁化形狀，其N極和S極以相同的面積半分而磁化。通常使用的利用磁鐵的傳感器是通過傳感器測(cè)量遠(yuǎn)離或者靠近極軸的距離。本發(fā)明采用的方式是，測(cè)量垂直于極軸，與N極或者S極的磁極表面保持一定距離，平行方向移動(dòng)的距離?，F(xiàn)有方式由于遠(yuǎn)離磁鐵過程中，磁通密度無法得到線性改變，而且與距離的平方成反比，因此，很難得到線性性。本發(fā)明的重要內(nèi)容是，改變磁鐵的形狀，并調(diào)整磁化強(qiáng)度和范圍，在磁極表面產(chǎn)生的磁通強(qiáng)度形成為線性。沿著磁極表面用傳感器測(cè)量磁極表面產(chǎn)生的線性磁通密度，通過在傳感器中產(chǎn)生的電壓，準(zhǔn)確測(cè)量絕對(duì)距離。圖12b表示普通磁鐵的形狀和磁化的形狀，磁鐵與圖12a中的磁鐵相同，只是測(cè)量磁通密度的方向與極軸垂直，移動(dòng)方向與磁極表面平行。在圖12中的磁鐵中，表示磁通密度線性性的區(qū)域非常小。本發(fā)明包括連接正負(fù)壓的管；根據(jù)正負(fù)壓差異移動(dòng)的隔膜；裝在隔膜一端的隔膜支撐架；安裝在隔膜支撐架，并產(chǎn)生線性磁通密度的磁鐵；支撐隔膜的彈簧；容納所有構(gòu)件的上下殼。壓力(pressure)指物體所承受的與表面垂直的作用力。一種物體中，其內(nèi)部各部分相互作用力也叫壓力，在這種情況下，它是考慮物體內(nèi)部任意表面，其兩部分在此面相互
施加的作用力(應(yīng)力)。這種作用力如不與表面垂直，則將其分為與表面垂直的作用力和與表面平行的作用力，其中與表面垂直的作用力稱為壓力(使物體延伸的力為張力)。由于壓力均勻作用于受力面積，即便所有力的大小相同，根據(jù)受力面積，表面各點(diǎn)承受的壓強(qiáng)也會(huì)不同。壓力大小P均勻作用于受力面積S時(shí)，壓強(qiáng)為P/S。將物體放在桌面時(shí)，一般情況下，壓強(qiáng)隨著位置會(huì)發(fā)生變化，因此，根據(jù)某個(gè)點(diǎn)的微小面積以及作用于其面積的微小壓力大小，求出某個(gè)點(diǎn)的壓強(qiáng)。壓強(qiáng)也可以簡(jiǎn)單稱為壓力。測(cè)量這種壓力的傳感器有多種，根據(jù)需要測(cè)量的對(duì)象，其種類會(huì)不同。壓力根據(jù)需要測(cè)量的對(duì)象，分為流體、固體、氣體三大類，測(cè)量固體形狀壓力的代表性儀器有應(yīng)變儀，但是，在測(cè)量流體或者氣體壓力時(shí)，由于測(cè)量相對(duì)壓力，因此，使用利用隔膜測(cè)量相對(duì)比較壓力的儀器。相對(duì)壓力測(cè)量方法為，測(cè)量與彈簧相結(jié)合的隔膜隨相對(duì)壓差產(chǎn)生的位移，最終完成相對(duì)壓力的測(cè)量。本發(fā)明是利用隔膜和彈簧測(cè)量相對(duì)壓力的傳感器相關(guān)技術(shù)，這種傳感器廣泛用于流體或者氣體的測(cè)量。本發(fā)明一種實(shí)施例可適用于帶傳感器的鍋爐中，這種傳感器可以測(cè)量空氣流量的壓力?，F(xiàn)有鍋爐用空氣壓力(風(fēng)壓)檢測(cè)裝置中使用開/關(guān)型風(fēng)壓傳感器(壓力傳感器)，它將鼓風(fēng)機(jī)流入的空氣壓力傳遞到風(fēng)壓傳感器(壓力傳感器)的隔膜中，此時(shí)在隔膜上安裝的微型開關(guān)起到開閉電路作用，并調(diào)整空氣量。但是，上述風(fēng)壓傳感器(壓力傳感器)使用在一個(gè)固定的工作壓力下，因此，根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)的不同，使用特定風(fēng)壓傳感器。此外，上述風(fēng)壓傳感器不是準(zhǔn)確測(cè)量流入的空氣流量(空氣量)，而是根據(jù)流入的空氣壓力大小，通過調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，僅僅起到增大或者減少流入空氣壓力(空氣量)的作用。這種檢測(cè)流體壓力的傳感器種類很多，其中，利用流體流動(dòng)壓力(差壓)檢測(cè)流量的傳感器占多數(shù)。圖I示出了檢測(cè)水位的現(xiàn)有壓力傳感器的一種，在韓國(guó)實(shí)用新型No. 0119708公開。該壓力傳感器包括主體100，其具有上殼110和下殼130以及設(shè)置在主體內(nèi)部的隔膜140。該壓力傳感器根據(jù)隔膜140的變化檢測(cè)水壓室131內(nèi)的壓力，其中隔膜140的變化是由水壓室131內(nèi)的壓力變化引起的。該壓力傳感器還具有光攔截元件200，它隨著隔膜140的變化相比例改變其橫截面，以便于調(diào)節(jié)穿過光攔截元件200的光量。以上述光攔截件200的升降路徑為中心，發(fā)光二極管210與光敏晶體管220對(duì)向排列。上述上殼110管體150內(nèi)側(cè)有螺紋151，彈簧160在管體150內(nèi)部。上述彈簧160根據(jù)管體150內(nèi)側(cè)螺紋151和連接的蓋子170升降，調(diào)整上述彈簧160的彈力。通過發(fā)光二極管210施加的光量而發(fā)生變化的光敏晶體管220的輸出電壓，檢測(cè)水壓室131內(nèi)的壓力。上述光耦合器件的光量變化將導(dǎo)致電壓變化，該壓力傳感器根據(jù)電壓的變化檢測(cè)水位。圖2示出了另一種壓力傳感器，在韓國(guó)實(shí)用新型No. 0273056中公開。該壓力傳感器包括外殼10，一側(cè)形成的流通口 Ila和12a，具有流·體出入的空間13，根據(jù)流體壓力和彈性元件的彈性而上下移動(dòng)的隔膜14。上述隔膜14與永久磁鐵20進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。感應(yīng)元件30，其設(shè)置于接近永久磁鐵20的工作區(qū)間，檢測(cè)永久磁鐵20升降時(shí)的磁力。根據(jù)流體輕微變化，永久磁鐵20也將發(fā)生輕微移動(dòng)，感應(yīng)元件30通過測(cè)量永久磁鐵20的磁力變化，更加準(zhǔn)確地檢測(cè)流體的流量及壓力變化。然而，這種結(jié)構(gòu)中使用的永久磁鐵和感應(yīng)元件30受到磁鐵的非線性特性影響，還是無法測(cè)出準(zhǔn)確的位置。對(duì)圖2更詳細(xì)的解釋是測(cè)量隨壓力差異移動(dòng)的隔膜14位移時(shí)，考慮到其密封于內(nèi)部，為了解其位移的準(zhǔn)確控制信息，采用一種通常使用的磁化作用非接觸式近程傳感器，測(cè)量磁通密度的方式。由于磁通密度的減少與距離平方成反比的非線性磁通密度的分布，即使使用價(jià)格昂貴的變換算法，進(jìn)行線性改變，也無法克服根本性的算法誤差和測(cè)量裝置的誤差等結(jié)構(gòu)上的缺點(diǎn)。另一種示例為如圖3所示，在圖中，沒有只用一個(gè)磁極，而是使用了相互對(duì)應(yīng)的四個(gè)磁極。在使用四個(gè)磁極的時(shí)候,通過永久磁鐵20測(cè)量磁力的感應(yīng)元件40處在永久磁鐵20升降的工作區(qū)域一側(cè)，但由于受到磁鐵的非線性特性影響，檢測(cè)磁通密度的傳感器信息也具有非線性特性，因此，沒有測(cè)量實(shí)質(zhì)性的位置，只能得到具有非線性特性的錯(cuò)誤的位置信息。這種錯(cuò)誤的位置信息只能導(dǎo)致設(shè)備控制基礎(chǔ)信息，即壓力信息出現(xiàn)錯(cuò)誤，基于這些信息，不能準(zhǔn)確控制鍋爐或者設(shè)備，這樣，只能降低工作效率。因此，需要一種能夠更加準(zhǔn)確地測(cè)量位移，并準(zhǔn)確測(cè)量壓力差異的壓力傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供關(guān)于壓力傳感器的技術(shù)，它可以精確檢測(cè)壓力，更詳細(xì)地說，磁鐵為四邊形，如正方形結(jié)構(gòu)，或者右邊高于左邊，而上面為傾斜的梯形結(jié)構(gòu)，在與N極或者S極的磁極表面保持一定距離的位置上，沿著從磁極表面任意點(diǎn)形成的直線移動(dòng)距離時(shí)，相應(yīng)產(chǎn)生線性磁通密度。該壓力傳感器使用上述磁鐵準(zhǔn)確地檢測(cè)距離(位置)變化，并根據(jù)距離的變化，準(zhǔn)確地測(cè)量壓力差異。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的特點(diǎn)在于本發(fā)明壓力傳感器的磁鐵是四邊形結(jié)構(gòu)，為了得到與距離平方成反比的磁通密度的線性，N極和S極從四邊形的棱角沿著對(duì)角線的方向磁化成猶如正弦波形(如，sin波形)。通過從磁鐵的極表面保持一定距離，并沿著與磁極表面相互平行的直線(C-D) (C-DiCl-DU C2-D2、C3-D3、C4-D4)分布的線性磁通密度的磁鐵，測(cè)量位移，并檢測(cè)壓力。在上述磁鐵的組成部分N極或者S極磁化的磁通密度較高的磁極邊緣上，從磁極表面垂直保持一定距離的點(diǎn)為傳感器測(cè)量的起點(diǎn)C，從磁極另一個(gè)邊緣垂直保持一定距離，與起點(diǎn)C相等高度的點(diǎn)為磁鐵傳感器測(cè)量的終點(diǎn)D。
對(duì)應(yīng)于從上述起點(diǎn)C沿著與磁極表面平行的方向(連接起點(diǎn)與終點(diǎn)的直線(C-DiCl-DU C2-D2、C3-D3、C4-D4))，移動(dòng)到終點(diǎn)D時(shí)產(chǎn)生的距離變化，，在所有測(cè)量區(qū)域0-12中的有效區(qū)域2-10中產(chǎn)生線性磁通密度，并測(cè)量磁鐵的位移，最終檢測(cè)壓力。在上述磁鐵的組成部分N極或者S極的磁通密度中加大從起點(diǎn)C到終點(diǎn)D的距離d，磁性傳感器分別沿著直線Cl-DI、C2-D2、C3-D3、C4-D4進(jìn)行移動(dòng)，在這些直線中選擇磁通密度具有線性的直線(如，C2-D2)，磁性傳感器沿著這條直線C2-D2測(cè)量磁通密度，并測(cè)量由距離變化造成的位移，最終完成壓力的檢測(cè)。精密壓力傳感器特征在于，壓力傳感器包括隔膜支撐架62、磁鐵、磁性傳感器68、彈簧82、隔膜66、正壓連接部、負(fù)壓連接部。隔膜支撐架62與隔膜66進(jìn)行連接；上述隔膜支撐架62上連接磁鐵，而通過磁性傳感器測(cè)量磁鐵磁通密度的連接起點(diǎn)C2和終點(diǎn)D2的直線與隔膜66的工作方向相垂直。磁性傳感器68檢測(cè)上述磁鐵的磁通密度，與通過磁性傳感器測(cè)量磁鐵磁通密度的連接起點(diǎn)C2和終點(diǎn)D2的直線一致，并垂直設(shè)置于下殼下表 面。彈簧82安裝在上述隔膜支撐架62下端和下殼下表面之間。隔膜66將上述下殼和上殼之間的內(nèi)部空間分為兩個(gè)隔間。在上述兩個(gè)隔間中，正壓連接部與上隔間進(jìn)行連接，而負(fù)壓連接部與下隔間進(jìn)行連接。根據(jù)隔膜66的上下移動(dòng)，測(cè)量與隔膜支撐架62進(jìn)行連接的磁鐵相對(duì)位移，并檢測(cè)壓力。通常磁力強(qiáng)度一定時(shí)，與測(cè)量的距離平方成反比。因此，一般情況下，磁鐵的形狀(如，環(huán)形、條形)以及一定強(qiáng)度的磁化結(jié)構(gòu)，隨位移變化的磁力強(qiáng)度變化在二次函數(shù)曲線圖中無法得到線性。因此，在本發(fā)明中如圖4所示，通過模具改變了磁鐵形狀以及磁化結(jié)構(gòu)，從而得到了線性。此外，為了通過磁性傳感器測(cè)量隨壓力變化而上下移動(dòng)的隔膜66的相對(duì)距離變化，對(duì)于使用磁鐵的壓力傳感器，磁鐵的左邊高于右邊，而上面是傾斜的梯形結(jié)構(gòu)。在N極或者S極的磁化的磁通密度較高的磁極右邊緣，從磁極表面垂直保持一定距離的點(diǎn)為磁性傳感器測(cè)量的起點(diǎn)A ;在磁化的磁通密度較低的磁極左邊緣，從磁極表面垂直保持一定距離的點(diǎn)為磁性傳感器測(cè)量的終點(diǎn)(B :B1、B2、B3、B4)。沿著連接上述起點(diǎn)A和終點(diǎn)(B :B1、B2、B3、B4)的直線，通過磁性傳感器測(cè)量磁通密度的各距離作為測(cè)量區(qū)域，在測(cè)量區(qū)域0-12中，具有非線性的邊緣區(qū)域除外的有效區(qū)域，即，在2-10區(qū)域中，通過具有線性磁通密度的磁鐵測(cè)量相對(duì)位移，并檢測(cè)壓力。上述磁鐵的組成部分，即N極和S極以左邊與右邊寬度比為I :1. 5-4的金屬上磁化形成磁鐵，沿著連接上述起點(diǎn)(A)和終點(diǎn)(B :B1、B2、B3、B4)的直線，通過磁性傳感器測(cè)量磁通密度的各距離作為測(cè)量區(qū)域，在測(cè)量區(qū)域0-12中，具有非線性的邊緣區(qū)域除外的有效區(qū)域，即，在2-10區(qū)域中，通過具有線性磁通密度的磁鐵測(cè)量相對(duì)位移，并檢測(cè)壓力。在上述磁鐵N極或者S極的磁化的磁通密度較高的磁極邊緣，從磁極表面垂直保持一定距離的點(diǎn)為磁性傳感器測(cè)量的起點(diǎn)A ;在磁化的磁通密度較低的磁極邊緣，從磁極表面保持一定距離的點(diǎn)為磁性傳感器測(cè)量的終點(diǎn)(B :B1、B2、B3、B4);從上述起點(diǎn)A沿著與磁極表面平行的直線(連接起點(diǎn)與終點(diǎn)的線A-B4)，到終點(diǎn)(B4)的有效區(qū)域2-10中通過磁性傳感器測(cè)量磁通密度的線性；通過反復(fù)操作，使終點(diǎn)絕對(duì)距離達(dá)到起點(diǎn)(A)的高度，在磁極表面垂直保持一定距離的上述終點(diǎn)到增加高度后的點(diǎn)(B3、B2、BI)之間的磁通密度有效區(qū)域2-10中找出具有線性的終點(diǎn)(如，B3)，并測(cè)量磁鐵磁通密度有效區(qū)域2-10的線性，然后，在連接上述起點(diǎn)A和終點(diǎn)B3的直線(A-B3)上放置測(cè)量磁通密度的磁性傳感器。精密壓力傳感器特征在于，壓力傳感器包括隔膜支撐架62、磁鐵、磁性傳感器68、彈簧82、隔膜66、正壓連接部、負(fù)壓連接部。隔膜支撐架62與隔膜66進(jìn)行連接；上述隔膜支撐架62上連接磁鐵，而通過磁性傳感器測(cè)量磁鐵磁通密度的連接起點(diǎn)A和終點(diǎn)B的直線與隔膜66的工作方向相垂直；磁性傳感器68檢測(cè)上述磁鐵的位置，與通過磁性傳感器測(cè)量磁鐵磁通密度的連接起點(diǎn)(A)和終點(diǎn)(B3)的直線一致，并垂直設(shè)置于下殼下表面；彈簧82安裝在上述隔膜支撐架62下端和下殼下表面之間；隔膜66將上述下殼和上殼之間的內(nèi)部空間分為兩個(gè)隔間；在上述兩個(gè)隔間中，正壓連接部與上隔間進(jìn)行連接，而負(fù)壓連接部與下隔間進(jìn)行連接。根據(jù)隔膜66的上下移動(dòng)，測(cè)量與隔膜支撐架62進(jìn)行連接的磁鐵位移，并檢測(cè)壓力。此外，精密壓力傳感器特征在于，壓力傳感器包括隔膜支撐架、磁鐵、磁性傳感器、彈簧、隔膜、正壓連接部、負(fù)壓連接部。隔膜支撐架與隔膜進(jìn)行連接；上述隔膜支撐架上連接磁鐵，磁通密度與N極或者S極的磁極表面保持一定距離，而具有長(zhǎng)方形或者梯形結(jié)構(gòu)的磁 鐵磁極表面垂直置于隔膜工作方向；檢測(cè)上述磁鐵位置的磁性傳感器與磁鐵N極或者S極的磁極表面相互平行，并垂直置于下殼下表面；彈簧安裝在上述隔膜支撐架下端和下殼下表面之間；隔膜將上述下殼和上殼之間的內(nèi)部空間分為兩個(gè)隔間；在上述兩個(gè)隔間中，正壓連接部與上隔間進(jìn)行連接，而負(fù)壓連接部與下隔間進(jìn)行連接。根據(jù)隔膜的上下移動(dòng)，準(zhǔn)確測(cè)量與隔膜支撐架進(jìn)行連接的磁鐵相對(duì)位移，并檢測(cè)壓力。在通過檢測(cè)壓力并完成精確控制的精密控制裝置中，由于現(xiàn)有的磁鐵位置傳感器的不正確的位置信息，不可避免不正確的控制。本發(fā)明的壓力傳感器通過距離變化，檢測(cè)準(zhǔn)確的壓力差異，從而能夠?qū)嵤└泳_的控制。


圖I為利用光線的現(xiàn)有技術(shù)壓力傳感器剖視 圖2為現(xiàn)有技術(shù)的利用磁鐵的壓力傳感器剖視 圖3為現(xiàn)有技術(shù)的利用多個(gè)磁鐵的壓力傳感器剖視 圖4為根據(jù)本發(fā)明的磁鐵形狀和磁鐵磁化形狀示意 圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施例磁鐵形狀和磁鐵磁化形狀示意 圖6為本發(fā)明梯形和長(zhǎng)方形的磁通密度變化曲線 圖7為在本發(fā)明中使用產(chǎn)生線性磁通密度的磁鐵的精密壓力傳感器剖視 圖8為本發(fā)明使用產(chǎn)生線性磁通密度磁鐵的精密壓力傳感器側(cè)視 圖9為本發(fā)明使用產(chǎn)生線性磁通密度磁鐵的精密壓力傳感器俯視 圖10為現(xiàn)有位置檢測(cè)機(jī)的立體 圖11為使用U字型磁軛的現(xiàn)有位置檢測(cè)機(jī)；
圖12分別表示普通磁鐵極軸方向與測(cè)量位移方向平行(a)和垂直(b)的示意圖。主要附圖標(biāo)記說明
60:磁鐵62:隔膜支撐架 64:連接部
66 :隔膜68 :磁性傳感器(Programmable Hall IC)
70:PCB72:上殼74:下殼82 :彈簧92 :負(fù)壓連接部 94 :正壓連接部
A :起點(diǎn)B :終點(diǎn)
C :方型磁鐵起點(diǎn) D :方型磁鐵的終點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
在下文中將結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖I為利用光線的現(xiàn)有技術(shù)壓力傳感器剖視圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)磁鐵壓力傳感器剖視圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)多磁鐵壓力傳感器剖視圖；圖4為本發(fā)明磁鐵形狀和磁化形狀示意圖；圖5為本發(fā)明另一種實(shí)施例磁鐵形狀和磁化形狀示意圖；圖6為本發(fā)明梯形和長(zhǎng)方形的磁通密度變化曲線圖；圖7為在本發(fā)明中使用產(chǎn)生線性磁通密度的磁鐵的精密壓力傳感器的剖面圖；圖8為本發(fā)明使用產(chǎn)生線性磁通密度磁鐵的精密壓力傳感器側(cè)視圖；圖9為本發(fā)明使用產(chǎn)生線性磁通密度磁鐵的精密壓力傳感器俯視圖。圖I至圖3在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)介紹；圖4為本發(fā)明磁鐵形狀和磁化形狀示意圖，在圖中磁鐵形狀按照如圖中虛線方向即對(duì)角線方向磁化時(shí)，隨位移的N極的磁通密度與距離的平方成反比，這時(shí)，磁通的分布不是一定方向排列，而是向?qū)蔷€方向進(jìn)行排列的，由此，在N極保持指定距離如Imm區(qū)域測(cè)量磁通密度時(shí)，在磁通密度曲線圖上，隨位移變化的磁通密度無法顯示線性，因此，為了在一定區(qū)域中顯示線性，如圖4所示實(shí)線，該磁化作用改變?yōu)榍?，比如正弦?sin波)形狀。為了隨距離變化的磁通密度在一定區(qū)域內(nèi)形成線性，把磁化作用結(jié)構(gòu)沿著圖4所示的對(duì)角線方向隨曲線略微失真(歪曲)變形。本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)磁通密度的線性是，如上所述通過變換測(cè)量位置以及一系列反復(fù)測(cè)量過程，最終找出具有最佳線性的測(cè)量位置。因此，將上述磁鐵的磁化方向的曲線或者正弦波形(例如sin波形)根據(jù)頻率、周期、振幅、波長(zhǎng)等，在本說明書上沒有必要特定。由于本發(fā)明磁鐵磁化方向曲線或者正弦波形的反復(fù)周期不會(huì)超過2次，因此，在特定其曲線的形態(tài)或者波形中，不需要“周期”概念。正弦板的波形所定為適合于磁鐵的使用目的、使用用途、安裝位置等。很明顯，按照磁通密度與測(cè)量距離增加的平方成反比減少的原理，磁化方向如為直線，將無法得到線性，只有曲線才能得到線性。此外，測(cè)量的磁通密度距離越遠(yuǎn)，與距離平方成反比，因此，結(jié)合測(cè)量距離，設(shè)計(jì)磁化作用結(jié)構(gòu)。此外,磁鐵N極和S極界面磁化成正弦波形,并不意味著產(chǎn)生交流磁場(chǎng)，也不意味著磁場(chǎng)方向連續(xù)變化。圖4以及圖5的雙方向箭頭不是磁力線的方向，而是磁性傳感器的移動(dòng)方向。比如，在本發(fā)明的直線C2-D2中，磁通密度的變化隨測(cè)量位置的變化具有線性，這并不代表磁鐵的磁通密度本身具有線性。在圖4中，磁性傳感器位移，沿著與連接C-D的各線即Cl-Dl、C2_D2、C3-D3、C4-D4，形成為直線。磁性傳感器沿著Cl-Dl、C2-D2、C3-D3、C4-D4進(jìn)行移動(dòng)，并測(cè)量磁通密度，而且，將每條線作為測(cè)量區(qū)域。測(cè)量區(qū)域?qū)⒚織l線劃分為12等分，有0-12刻度。磁性傳感器在0-12區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，間隔(d)與磁極表面保持一定距離，垂直于極軸、與磁極表面水平方向移動(dòng)。在測(cè)量區(qū)域0-12中，除具有非線性的邊緣，可以選擇2-10區(qū)域作為位置傳感器的使用區(qū)域(有效區(qū)域)。
在測(cè)量區(qū)域0-12中選擇有效區(qū)域2-10是因?yàn)槿鐚?duì)全部測(cè)量區(qū)域都具有線性磁通密度，只能導(dǎo)致磁化過程非常復(fù)雜，因此排除了相比中間區(qū)域更加難以體現(xiàn)線性的兩端。如要兩端全部使用，只能進(jìn)行復(fù)雜的磁化過程，將會(huì)需要很多費(fèi)用。這是由于磁通密度集中于各形狀的兩端，只能復(fù)雜地變換磁化強(qiáng)度。因此采用容易磁化的區(qū)域?qū)⑻岣咝?。在上述磁鐵的組成部分N極或者S極的磁通密度中，逐步增加從起點(diǎn)(C)到終點(diǎn)(D)的距離d，磁性傳感器分別沿著直線Cl-Dl、C2-D2、C3-D3、C4-D4進(jìn)行移動(dòng)，在這些直線中選擇磁通密度具有線性的直線(如，C2-D2)，磁性傳感器沿著這條直線C2-D2測(cè)量磁通密度，并測(cè)量隨距離變化產(chǎn)生的磁鐵的位移，最終檢測(cè)出壓力傳感器的壓力。為了測(cè)量隨距離的磁通密度，使用可編程的霍爾集成電路(Programmable HallIC)來測(cè)量各位移的磁通密度變化?？删幊痰幕魻柤呻娐?Programmable Hall IC)是由Micronas公司制造的部件，其誤差為±1%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6中的曲線所示。 圖6為本發(fā)明的磁通密度變化曲線圖。在全部區(qū)域(0-12)(如，C2-D2)(測(cè)量區(qū)域)中，磁通密度隨距離具有一定程度的線性，而在一定區(qū)域(2-8)(有效區(qū)域)中，各位移的磁通密度值表現(xiàn)出幾乎完美的線性。因此，改變磁鐵的磁化結(jié)構(gòu)，在一定區(qū)域內(nèi)將各位移的磁通密度值形成線性。但是，測(cè)量磁通密度的距離越遠(yuǎn)，與距離的平方成反比，所以，根據(jù)測(cè)量的距離設(shè)計(jì)磁化結(jié)構(gòu)。本發(fā)明壓力傳感器的磁鐵是四邊形結(jié)構(gòu)，為了得到與距離平方成反比的磁通密度的線性，N極和S極從四邊形的棱角沿著對(duì)角線的方向進(jìn)行磁化，其磁化結(jié)構(gòu)猶如正弦波形(如，sin波形)。在一定區(qū)域中找出各位移的磁通密度值形成線性的軌跡(C2-D2)，在此軌跡上放置磁性傳感器，磁性傳感器根據(jù)隔膜的位移變化，測(cè)量在隔膜支撐架上連接的磁鐵位移。在圖4中，通過傳感器移動(dòng)于連接磁鐵兩側(cè)之間的點(diǎn)的軌跡并進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)量裝置的數(shù)據(jù)(傳感器的輸出值為伏特)在表面一定軌跡上移動(dòng)，找出線性變化的直線，結(jié)合壓力傳感器測(cè)量位移。當(dāng)然，此時(shí)找出的軌跡不止一條，其理由是，傳感器測(cè)量的輸出值為伏特，相對(duì)位移變化以伏特的變化體現(xiàn)出來，如其變化在允許誤差范圍之內(nèi)，便可找出多條軌跡(Trajectory)。但是，實(shí)際使用的壓力傳感器中，由于隔膜的移動(dòng)軌跡為直線，所以將需要測(cè)量的軌跡限定為直線，并找出輸出的位移根據(jù)傳感器的位移發(fā)生一致變化的最佳軌跡，進(jìn)行使用。圖5為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的磁鐵的磁化結(jié)構(gòu)圖，磁鐵下平面寬度W根據(jù)需要可以調(diào)整大小，磁鐵S極的左側(cè)邊為Sdl，而右側(cè)邊的高度為Sd2。此外，磁鐵N極的左側(cè)邊為Ndl，而右側(cè)邊的高度為Nd2，N極在S極的上方。因此，對(duì)于S極和N極布置結(jié)構(gòu)，左側(cè)邊為Sdl+Ndl，而右側(cè)邊高度為Sd2+Nd2，右側(cè)邊高度大于左側(cè)邊的高度，是四邊形的結(jié)構(gòu)。如將磁鐵的形狀表示為數(shù)字的話，磁鐵S極的左側(cè)邊為1，而右側(cè)邊的高度為2。此外，如磁鐵N極的左側(cè)邊是I，那么，右側(cè)邊的高度為2，N極在S極的上方。因此，在S極和N極的布置結(jié)構(gòu)中，左側(cè)邊為2，右側(cè)邊的高度為4，右側(cè)邊的高度為左側(cè)邊高度的2倍，是四邊形結(jié)構(gòu)。較為理想的磁化結(jié)構(gòu)為，N極和S極的左側(cè)邊與右側(cè)邊寬度比例為I :1. 5-1
I.4，這種結(jié)構(gòu)對(duì)通過磁性傳感器測(cè)量的磁通密度保持線性，帶來幫助。
根據(jù)如圖5所示的結(jié)構(gòu)磁化磁鐵，測(cè)量各位移的磁通密度變化。測(cè)量位置從磁鐵右側(cè)邊上端部保持一定距離(d)的A點(diǎn)到左側(cè)邊B點(diǎn)形成不同角度的BI至B4之間的直線。再詳細(xì)地講,在磁鐵N極或者S極中磁化的磁通密度較高的磁極邊緣，從磁極表面垂直保持一定距離的點(diǎn)為磁性傳感器測(cè)量的起點(diǎn)(A);在磁化的磁通密度較低的磁極邊緣，與磁極表面垂直保持一定距離的點(diǎn)為磁性傳感器測(cè)量的終點(diǎn)(B :B1、B2、B3、B4)。從上述起點(diǎn)(A)沿著與磁極表面平行的直線(連接起點(diǎn)和終點(diǎn)(B4)的直線)通過磁性傳感器測(cè)量磁通密度；在從起點(diǎn)(A)到各終點(diǎn)(B3、B2、BI)，依次測(cè)量磁鐵磁通密度的線性。補(bǔ)充說明的話，從磁極表面垂直保持一定距離，從上述終點(diǎn)逐漸提高高度，通過反 復(fù)操作使絕對(duì)高度(BI)與起點(diǎn)(A)的高度相等，然后，依次提高終點(diǎn)(B)的高度B4、B3、B2、BI，最后，沿著A-B4、A-B3、A_B2、A-Bl直線，測(cè)量磁鐵磁通密度的線性，找出磁通密度具有線性的終點(diǎn)(在BI、B2、B3、B4中的其中一個(gè)點(diǎn))?！皬拇艠O表面垂直保持一定距離”含義不僅代表“磁極表面”(圖5a)，也可以包括其磁極延長(zhǎng)的表面(圖5b)。此外，“測(cè)量區(qū)域0-12”是將測(cè)量軌跡(C-D或者A-B)劃分為一定區(qū)域。S卩，在圖4中將測(cè)量軌跡分為11等分，標(biāo)了 0-12的刻度；在圖5中將測(cè)量軌跡分為11等分，標(biāo)了 0-12的刻度，而測(cè)量的軌跡A-Bl、A-B2、A-B3、A-B4的距離是不同的。反復(fù)測(cè)量的區(qū)域2_10作為有效區(qū)域，不過，可以縮小有效區(qū)域的范圍或者可以平行移動(dòng)一定距離。圖6為在測(cè)量值中線性最好的曲線圖。除去邊緣部分，在線性最好的位置中選擇起點(diǎn)(A)和終點(diǎn)(如B3)，適用于壓力傳感器，促使磁性傳感器位置通過直線(A-B3)。此時(shí)，上述介紹的磁鐵區(qū)域(測(cè)量區(qū)域)，即0-12中除去邊緣部分，在2-10區(qū)域中測(cè)量磁通密度，并將此區(qū)域作為位置傳感器的使用區(qū)域。除去磁鐵邊緣區(qū)域是因?yàn)榇呕饔脽o法保證到邊緣區(qū)域的線性。這種技術(shù)以后需要不斷地研究。通過傳感器測(cè)量線性磁通密度可以獲得線性輸出值。其輸出值顯示為電壓。圖6的I軸顯示，傳感器在削減磁通量按恒定速度移動(dòng)時(shí)輸出的電壓。在本發(fā)明中，最重要的是，找出“與移動(dòng)距離成比例，并具有線性的直線”，通過反復(fù)進(jìn)行測(cè)量，在所測(cè)出的結(jié)果中找出一定區(qū)域出現(xiàn)直線形狀的軌跡(直線)，如圖6所示。將磁鐵安裝到壓力傳感器，促使磁鐵按照這條直線移動(dòng)。線性的磁通密度，指由磁鐵產(chǎn)生的磁通量在測(cè)量的軌跡上具有線性，而線性指由傳感器測(cè)量的磁通密度根據(jù)軌跡輸出值(Voltage)具有線性，其實(shí)，兩者的含義本質(zhì)上相同的。如圖5所示，改變測(cè)量位置角度是為了找出由磁性傳感器測(cè)量的磁通密度的線性最佳位置。另外需要考慮的是，磁通密度越大，對(duì)磁通造成影響的軌跡越少，而磁通密度越小，對(duì)磁通造成影響的軌跡越大。起初測(cè)量的A點(diǎn)位置也可以更改，根據(jù)磁鐵大小和磁化強(qiáng)度，左側(cè)邊和右側(cè)邊的高度比例會(huì)發(fā)生變化，磁鐵的形狀也會(huì)發(fā)生變化。圖6為本發(fā)明磁通密度變化曲線圖。在曲線圖上可以看出，改變長(zhǎng)方形磁鐵的磁化作用測(cè)出的結(jié)果和改為非等邊四邊形，即梯形磁鐵的磁化作用而測(cè)出的結(jié)果幾乎相等。在圖6的磁鐵有效區(qū)域2-10中可以發(fā)現(xiàn)隨距離的線性，利用這種磁鐵，分析準(zhǔn)確的絕對(duì)位置，可以進(jìn)行精確的控制，沿著連接上述有效區(qū)域的起點(diǎn)(區(qū)域2)和終點(diǎn)(區(qū)域10)，形成為具有線性磁通密度的磁鐵。圖7為根據(jù)本發(fā)明使用產(chǎn)生線性磁通密度的磁鐵的精密壓力傳感器剖視圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明使用產(chǎn)生線性磁通密度磁鐵的精密壓力傳感器側(cè)視圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明使用產(chǎn)生線性磁通密度磁鐵的精密壓力傳感器俯視圖。壓力傳感器上殼72與下殼74對(duì)接形成內(nèi)部空間，通過在上殼72和下殼74之間安裝的隔膜66將內(nèi)部空間分為兩個(gè)隔室。在隔膜(66)的下方有連接部64，它可以緊密連接隔膜支撐架(62)和隔膜(66)，而隔膜支撐架(62)和隔膜(66)根據(jù)壓力變化進(jìn)行移動(dòng)；在隔膜支撐架(62)下方有磁鐵(60)，磁鐵(60)沿著連接上述起點(diǎn)和終點(diǎn)的直線產(chǎn)生磁通密度，而磁鐵(60)的N極或者S極的磁極表面與隔膜的移動(dòng)方向相同，與磁性傳感器(Programmable Hall IC) (68)平 行保持一定距離。磁性傳感器68與PCB70進(jìn)行連接，通過測(cè)出的電信號(hào)輸出值向控制器傳送壓力信
肩、O安裝在隔膜支撐架(62)下方的彈簧(82)起到平衡正壓和負(fù)壓的作用。隔膜66根據(jù)在正壓連接部94與負(fù)壓連接部92施加的壓力差異上下移動(dòng)，如正壓大于負(fù)壓，也就是根據(jù)壓力差異的大小，彈簧上下移動(dòng)，通過彈簧變形的程度，磁性傳感器(Programmable HallIC) 68測(cè)量磁鐵60的線性磁通密度，檢測(cè)絕對(duì)位移。以上介紹了根據(jù)本發(fā)明精密壓力傳感器，本發(fā)明的權(quán)利范圍不限于此，將涉及到申請(qǐng)范圍內(nèi)記錄的內(nèi)容和類似范圍的全部技術(shù)內(nèi)容。在通過檢測(cè)壓力并完成精確控制的精密控制裝置中，由于現(xiàn)有的磁鐵位置傳感器的不正確的位置信息，不可避免不正確的控制。本發(fā)明的壓力傳感器通過距離變化，檢測(cè)準(zhǔn)確的壓力差異，從而能夠?qū)嵤└泳_的控制。
權(quán)利要求
1.ー種精確的壓カ傳感器，其特征在于包括磁鐵，為了得到與距離平方成反比的線性磁通密度，磁鐵的N極和S極從四邊形的棱角沿著對(duì)角線的方向磁化為猶如正弦波形，通過沿著從磁鐵的極表面保持一定距離并與磁極表面相互平行的直線(C-D) (C-D:C1-DUC2-D2、C3-D3、C4-D4)具有線性磁通密度的磁鐵，來測(cè)量位移，并檢測(cè)壓カ。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的精確的壓カ傳感器，其特征在于，在上述磁鐵N極或者S極中磁通密度較高的磁極邊緣，從磁極表面垂直保持一定距離的點(diǎn)為磁性傳感器測(cè)量的起點(diǎn)C，從磁極另ー個(gè)邊緣的磁極表面垂直保持一定距離，與C點(diǎn)相等高度的點(diǎn)為終點(diǎn)D ； 對(duì)應(yīng)于從上述起點(diǎn)C沿著與磁極表面平行的方向(連接起點(diǎn)與終點(diǎn)的直線(C-DiCl-DU C2-D2、C3-D3、C4-D4))，移動(dòng)到終點(diǎn)D時(shí)產(chǎn)生的距離變化，在所有測(cè)量區(qū)域0-12中的有效區(qū)域2-10中產(chǎn)生線性磁通密度，并測(cè)量磁鐵的位移，最終檢測(cè)壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的精確的壓カ傳感器，其特征在于，在上述磁鐵的組成部分N極或者S極的磁通密度中加大從起點(diǎn)C到終點(diǎn)D的距離d，磁性傳感器分別沿著直線Cl-Dl、C2-D2、C3-D3、C4-D4進(jìn)行移動(dòng)，在這些直線中選擇磁通密度具有線性的直線(如，C2-D2)，磁性傳感器沿著這條直線C2-D2測(cè)量磁通密度，并測(cè)量由距離變化產(chǎn)生的位移，最終完成壓カ的檢測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求書第I至3項(xiàng)任何一項(xiàng)所述的精確的壓カ傳感器，其特征在干， 壓カ傳感器包括隔膜支撐架、磁鐵、磁性傳感器、彈簧、隔膜、正壓連接部、負(fù)壓連接部; 隔膜支撐架與隔膜進(jìn)行連接； 上述隔膜支撐架上連接磁鉄，而通過磁性傳感器測(cè)量磁鐵磁通密度并連接起點(diǎn)(C2)和終點(diǎn)(D2)的直線與隔膜的工作方向相垂直； 磁性傳感器檢測(cè)上述磁鐵的磁通密度，與通過磁性傳感器測(cè)量磁鐵磁通密度并連接起點(diǎn)(C2)和終點(diǎn)(D2)的直線一致，并垂直置于下殼下表面； 彈簧安裝在上述隔膜支撐架下端和下殼下表面之間； 隔膜將上述下殼和上殼之間的內(nèi)部空間分為兩個(gè)隔間； 在上述兩個(gè)隔間中，正壓連接部與上隔間進(jìn)行連接，而負(fù)壓連接部與下隔間進(jìn)行連接; 根據(jù)隔膜的上下移動(dòng)，測(cè)量與隔膜支撐架進(jìn)行連接的磁鐵相對(duì)位移，并檢測(cè)壓力。
5.ー種精確的壓カ傳感器，其特征在干，包括磁鐵，磁鐵的右邊高于左邊，而上面是傾斜的梯形結(jié)構(gòu)； 在磁鐵N極或者S極磁化的磁通密度較高的磁極右邊緣，從磁極表面垂直保持一定距離的點(diǎn)為磁性傳感器測(cè)量的起點(diǎn)A ； 在被磁化的磁通密度較低的磁極左邊緣，從磁極表面垂直保持與起點(diǎn)相等距離的點(diǎn)為磁性傳感器測(cè)量的終點(diǎn)B (B1、B2、B3、B4)； 沿著連接上述起點(diǎn)A和終點(diǎn)B (BI、B2、B3、B4)的直線，通過磁性傳感器測(cè)量磁通密度的各距離作為測(cè)量區(qū)域，在測(cè)量區(qū)域0-12中，具有非線性性的邊緣區(qū)域除外的有效區(qū)域，即，在2-10區(qū)域中，通過測(cè)量具有線性磁通密度的磁鐵的位移，并檢測(cè)壓カ。
6.根據(jù)權(quán)利要求書5所述的精確的壓カ傳感器，其特征在于，上述磁鐵的組成部分，即N極和S極磁化于左邊與右邊寬度比為I :4的金屬元件上。
7.根據(jù)權(quán)利要求書6所述的精確的壓カ傳感器，其特征在于，上述磁鐵的磁通密度沿著N極或者S極的磁極表面線性改變，沿著連接上述起點(diǎn)和終點(diǎn)的直線，通過具有線性磁通密度的磁鐵測(cè)量相對(duì)位移，并檢測(cè)壓カ。
8.根據(jù)權(quán)利要求書7所述的精確的壓カ傳感器，其特征在干，在上述磁鐵N極或者S極中磁通密度較高的磁極邊緣，從磁極表面垂直保持一定距離的點(diǎn)為磁性傳感器測(cè)量的起點(diǎn)； 在被磁化的磁通密度較低的磁極邊緣，與磁極表面垂直保持與起點(diǎn)相等距離的點(diǎn)為磁性傳感器測(cè)量的終點(diǎn)； 沿著與磁極表面平行的直線(連接起點(diǎn)與終點(diǎn)的線)，在上述起點(diǎn)到終點(diǎn)中測(cè)量磁通密度的線性； 從磁極表面垂直保持一定距離的上述終點(diǎn)，通過反復(fù)操作，使終點(diǎn)絕對(duì)距離達(dá)到起點(diǎn)的高度，増加磁場(chǎng)來測(cè)量磁通密度的線性，找出具有線性的終點(diǎn)，然后，在連接上述起點(diǎn)和終點(diǎn)的直線上放置磁性傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求書第5至8項(xiàng)任何一項(xiàng)所述的精確的壓カ傳感器，其特征在干，壓カ傳感器包括隔膜支撐架、磁鐵、磁性傳感器、彈簧、隔膜、正壓連接部、負(fù)壓連接部；隔膜支撐架與隔膜進(jìn)行連接；上述隔膜支撐架上，磁鐵N極或者S極的磁極表面垂直置于隔膜工作方向； 檢測(cè)上述磁鐵位置的磁性傳感器與磁鐵N極或者S極的磁極表面相互平行，并垂直置于下殼下表面； 彈簧安裝在上述隔膜支撐架下端和下殼下表面之間； 隔膜將上述下殼和上殼之間的內(nèi)部空間分為兩個(gè)隔間；在上述兩個(gè)隔間中，正壓連接部與上隔間進(jìn)行連接，而負(fù)壓連接部與下隔間進(jìn)行連接； 根據(jù)隔膜的上下移動(dòng)，測(cè)量與隔膜支撐架進(jìn)行連接的磁鐵相對(duì)位移，并檢測(cè)壓力。
10.ー種精確的壓カ傳感器，其特征在干， 壓カ傳感器包括隔膜支撐架、磁鐵、磁性傳感器、彈簧、隔膜、正壓連接部、負(fù)壓連接部; 隔膜支撐架與隔膜進(jìn)行連接；在上述隔膜支撐架上，磁鐵的磁通密度與N極或者S極的磁極表面保持一定距離，而具有長(zhǎng)方形或者梯形結(jié)構(gòu)的磁鐵磁極表面垂直置于隔膜工作方向； 檢測(cè)上述磁鐵位置的磁性傳感器與磁鐵N極或者S極的磁極表面相互平行，并垂直置于下殼下表面； 彈簧安裝在上述隔膜支撐架下端和下殼下表面之間； 隔膜將上述下殼和上殼之間的內(nèi)部空間分為兩個(gè)隔間；在上述兩個(gè)隔間中，正壓連接部與上隔間進(jìn)行連接，而負(fù)壓連接部與下隔間進(jìn)行連接； 根據(jù)隔膜的上下移動(dòng)，準(zhǔn)確測(cè)量與隔膜支撐架進(jìn)行連接的磁鐵相對(duì)位移，并檢測(cè)壓力。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于壓力傳感器的技術(shù)，它可以精確檢測(cè)壓力，更詳細(xì)地說，磁鐵為四邊形，如正方形結(jié)構(gòu)，或者右邊高于左邊，而上面為傾斜的梯形結(jié)構(gòu)，在與N極或者S極的磁極表面保持一定距離的位置上，沿著從磁極表面任意點(diǎn)形成的直線移動(dòng)距離時(shí)，相應(yīng)產(chǎn)生線性磁通密度。該壓力傳感器使用上述磁鐵準(zhǔn)確地檢測(cè)距離(位置)變化，并根據(jù)距離的變化，準(zhǔn)確地測(cè)量壓力差異。本發(fā)明包括連接正負(fù)壓的管；根據(jù)正負(fù)壓差異移動(dòng)的隔膜；裝在隔膜一側(cè)的隔膜支撐架；安裝在隔膜支撐架，并產(chǎn)生線性磁通密度的磁鐵；支撐隔膜的彈簧；容納所有構(gòu)件的上下殼。在通過檢測(cè)壓力并完成精確控制的精密控制裝置中，由于現(xiàn)有的磁鐵位置傳感器的不能準(zhǔn)確檢測(cè)準(zhǔn)確的位置信息，不可避免出現(xiàn)控制問題。本發(fā)明的壓力傳感器根據(jù)距離的變化，檢測(cè)準(zhǔn)確的壓力差異，從而完成更加精確的控制。
文檔編號(hào)G01L1/00GK102706508SQ20121010262
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2007年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月10日
發(fā)明者金時(shí)煥 申請(qǐng)人:(株)慶東Network